Hợp chất X chứa (C,H,O) có 5 liên kết pi trong phân tử, X tác dụng với NaOH theo tỉ lệ 1: 3. Đốt cháy hoàn toàn 13,8 gam X cần dùng vừa đủ 15,68 lít khí O2 (đktc), sau phản ứng thu được 5,4 gam nước. Mặt khác, thủy phân hoàn toàn 6,9 gam X trong 100 ml dung dịch NaOH 2M thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng chất rắn bằng bao nhiêu?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Ta có: n_O2 = 15,68/22,4 = 0,7 mol; n_H2O = 5,4/18 = 0,3 mol; n_NaOH = 0,1.2 = 0,2 mol

Thí nghiệm 1: Đốt cháy X

Bảo toàn khối lượng: m_X + m_O2 = m_CO2 + m_H2O

→ 13,8 + 0,7.32 = m_CO2 + 5,4 → = 30,8 g → n_CO2 = 30,8/44 = 0,7 mol

Bảo toàn nguyên tố oxi:

n_O(X) + 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O → n_O(X) + 2.0,7 = 2.0,7 + 0,3 → n_O(X) = 0,3 mol

Gọi công thức của X là

Ta có: x: y: z = 0,7: 0,6: 0,3 = 7: 6: 3

→ Công thức đơn giản nhất của X là C₇H₆O₃

→ Công thức phân tử của X là (C₇H₆O₃)_n

Vì X có 5 liên kết π trong phân tử nên k = 5 → 4n + 1 = 5 → n =1

→ Công thức phân tử của X là C₇H₆O₃

Vì X phản ứng với NaOH theo tỉ lệ 1:3

→ Công thức cấu tạo của X là HCOOC₆H₄OH

Thí nghiệm 2: 6,9 gam X tác dụng với 0,2 mol NaOH: n_X = 6,9/138 = 0,05 mol

HCOOC₆H₄OH (0,05) + 3NaOH (0,2) → HCOONa (0,05) + ONaC₆H₄ONa (0,05) + 2H₂O

→ Chất rắn gồm: HCOONa: 0,05 mol; NaOC₆H₄ONa: 0,05 mol và NaOH: 0,2 – 0,05.3 = 0,05 mol

→ m_rắn = 0,05.68 + 154.0,05 + 40.0,05 = 13,1 g

Hỗn hợp A gồm một axit đa chức X và một hợp chất hữu cơ tạp chức Y đều có thành phần chứa các nguyên tử C, H, O. Tiến hành ba thí nghiệm với m gam hỗn hợp A TN1: phản ứng hoàn toàn với lượng dư AgNO3 trong NH3 thu được 43,2 gam Ag. TN2: phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KHCO3 2M. TN3: phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch KOH 4M, thu được 1 ancol duy nhất Z và hỗn hợp T gồm hai muối. Dẫn toàn bộ Z qua bình đựng Na dư thấy khối lượng bình tăng 9 gam, đồng thời thu được 2,24 lít khí H2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp T bằng lượng O2 vừa đủ thu được 8,96 lít CO2, nước và muối cacbonat. Biết các khí đo ở điều kiệu tiêu chuẩn, phần trăm khối lượng của Y trong hỗn hợp A?

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

TN1 → n_CHO = 0,5. n_Ag = 0,2 mol

TN2 → n_HCO3 = n_COOH = 0,2 mol

TN3 → n_COO = n_KOH = 0,4 mol > n_COOH

→ chứng tỏ Y chứa nhóm COO: 0,2 mol, CHO: 0,2 mol.

Bảo toàn nguyên tố K → n_K2CO3 = 0,5n_KOH = 0,2 mol

Có ∑ n_{C (muối)} = n_CO2 + n_K2CO3 = 0,6 mol = n_COOH + n_CHO + n_COO

Y tạp chức → chứng tỏ X là (COOH)₂: 0,1 mol và Y là HOC-COOR': 0,2 mol

Ancol Z + Na → muối + H₂

→ m_ancol = m_{bình tăng} + m_H2 = 9,2 gam và n_OH- = 2n_H2 = 0,2 mol

Z là ancol đơn chức → M_ancol = 9,2/0,2 = 46 (C₂H₅OH )

→ Y là HOC-COOC₂H₅

%Y = 69,38%

Bài tập xác định công thức hợp chất hữu cơ dựa vào thành phần % nguyên tố

Cơ bản - Trắc nghiệm

Đáp án:

• Câu A. X vừa tác dụng với dung dịch HCl, vừa tác dụng với dung dịch NaOH

• Câu B. Phân tử X chứa 1 nhóm este

• Câu C. X dễ tan trong nước hơn Alanin

• Câu D. X là hợp chất no, tạp chức.

Bài toán nâng cao về hợp chất hữu cơ

Cơ bản - Trắc nghiệm

Đáp án:

• Câu A. 8,4

• Câu B. 8,7

• Câu C. 10,2

• Câu D. 9,5

Tính lượng kết tủa đồng(I) oxit tạo thành khi đun nóng dung dịch hỗn hợp chứa 9,00 gam glucozơ và lượng dư đồng(II) hiđroxit trong môi trường kiềm

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

n_Glu = 0,05 mol

Ta có: n_glu = n_-CHO = n_Cu2O = 0,05 mol

⇒ m_Cu2O = 0,05.144 = 7,2g